Клетки человека защищает от птичьего вируса гриппа А путь STING–NF-κB

Чтобы птичий вирус гриппа А (IAV) заразил человека, он должен преодолеть защитные механизмы, которыми обладают наши клетки. Некоторые механизмы уже были идентифицированы, такие как специфичность взаимодействия вирусного гемагглютинина (HA) и рецептора сиаловой кислоты хозяина, более высокий порог pH для активации HA, плохая активность полимераз птичьих вирусов в клетках человека и другие, однако это не все.

IAV содержит РНК, однако он также активирует ДНК-чувствительный белок — стимулятор генов интерферона (STING). При недостатке STING вирусные титры растут in vivo и in vitro. Исследователи из Китая выяснили, какую роль играет STING при заражении птичьим IAV клеток человека.

Инфекция IAV вызывает фосфорилирование STING по Ser366 — хорошо известный маркер активации STING — в первичных эпителиальных клетках альвеолярного типа II человека (hP-AT2EC). Нокаут STING в hP-AT2EC и легочных фибробластах MRC-5 приводил к тому, что титры IAV возрастали в супернатанте. Схожие результаты были показаны на мышах Sting1^−/− — в гомогенатах их легких было больше вирусных белков, вирусные титры в бронхоальвеолярном лаваже были выше, повреждения альвеол были более значительные.

Гомологи STING разных организмов имели различный уровень активности. STING Nematostella vectensis и Xenopus tropicalis вовсе не подавляли репликацию IAV, а вот STING летучей мыши Myotis davidii мог это делать, хотя и не активировал ISG15 и ISG60. Авторы предположили, что STING подавляет вирусную репликацию, активируя NF-κB.

Действительно, при блокировке пути STING–NF-κB STING больше не мог подавлять вирусную репликацию. Экспрессия вирусных белков HPV18 E7, HIV-2 Vpx и SARS-CoV-2 ORF3a блокировала активацию пути STING–NF-κB, что позволяло вирусу размножаться.

Авторы проверили, какие мутации не давали STING активировать NF-κB-сигналинг. Такой мутацией была Gly90Cys в TM2-TM3 линкере. Аминокислота Gly90 STING консервативна у млекопитающих, а вот у N. vectensis и X. tropicalis ее нет. Мутация Pro92 тоже не давала активировать NF-κB-сигналинг, а мутации в положениях Cys88, Leu89, Gly90, Cys91 или Pro92 обладали минимальным эффектом. Выявленные мутации не только не дают активировать NF-κB-сигналинг, но и препятствуют противовирусной активности STING. То же показали на мышах.

РНК-секвенирование клеток HEK293T, экспрессирующих STING, показала, что мутация в положение 90 не давала накапливаться мРНК факторам, способствующим созреванию дендритных клеток. Это может быть дополнительной ролью пути STING–NF-κB.

При активации STING повышается экспрессия GADD34, а если это предотвратить с помощью РНК-интерференции, то STING не может затормозить вирусную репликацию. Оверэкспрессия GADD34 сама по себе мешала реплицироваться IAV в нескольких типах клеток. То же было показано в опытах in vivo. Чтобы NF-κB активировал экспрессию GADD34, нужны IKKβ и p65. Вирусный белок M1 препятствует этому пути защиты.

Белки M1 у человеческого и птичьего вирусов отличаются в позиции 115. Остаток Ile115 присутствовал более чем в 95% пандемических штаммов IAV человека, но только в ~0,31% последовательностей птичьих. Доля последовательностей птичьих вирусов, содержащих остаток Ile115, а не Val, имела тенденцию увеличиваться с течением времени, что указывает на непрерывную эволюцию M1 птичьего IAV.

Так, авторы показали, что путь STING-NF-κB-GADD34 человека представляет собой противовирусный барьер против IAV. Опосредованное белком IAV M1 уклонение от STING человека необходимо для эффективной репликации вируса в клетках человека. Вариант M1-115 может быть использован в качестве молекулярного маркера для определения риска межвидовой передачи IAV. Кроме того, разработка агентов, которые нарушают взаимодействие M1-STING, особенно против штаммов, несущих Ile115, может повысить готовность к будущим пандемиям гриппа.

Вирус птичьего гриппа устойчив к повышению температуры в инфицированном организме